インプラント支持型オーバーデンチャーのモーダル解析を行った

A modal analysis of implant-supported overdentures installed on differently positioned sets of dental implants.

抄録

本研究では、実験モード解析（EMA）を用いて、ロケーターアタッチメント位置の異なる2本のインプラント支持オーバーデンチャー（IOD）の固有振動数、減衰比、固有モードの3つの振動特性と最大変位を評価した。歯肉厚1mmまたは3mmの下顎無歯顎模型を作製し、そこにシミュレーションソフトウェアで設計した完全ガイドの外科用テンプレートを用いてインプラントを埋入し、ロケーターアバットメントを固定した後、IODを作製した。インプラントの埋入位置は、側切歯、第一小臼歯、第一大臼歯部に両側からマーキングした。EMAは、インパルス応答を測定し、振動特性を得るために、試験構造物をハンマーで叩いて行った(n=5)。固有振動数と最大変位についてはKruskal-Wallis検定を、減衰比についてはGames-Howell検定を行った。有意水準はα=0.05とした。その結果、歯肉の厚さが振動特性に大きな影響を及ぼすことが示された。また、固有振動数および減衰比の結果から、歯肉厚の厚いモデルにおいて、アタッチメントを臼歯部のインプラントに装着した場合、振動が早く収まることが示された。さらに、IODに対する側方力の影響によると、アタッチメントを一対の側切歯に設計した場合、IODの前方領域と後方領域の最大変位の差は小さくなった。したがって、この実験の範囲内では、特に歯肉が厚い場合には、2本の前歯部インプラント支持のIODが振動工学の観点から望ましい治療デザインであることが示唆された。歯肉が薄い場合には、臼歯部のアタッチメントデザインを考慮することができる。歯肉の厚さとアバットメントの位置の違いは、IODの振動特性に影響を与えた。下顎無歯顎の形状や咬合関係に対するインプラントの位置やIODの設計を検証するためには、さらなるin vivoでの研究が必要である。

This study evaluated the three vibration characteristics, namely, natural frequency, damping ratio, and natural mode, together with maximum displacement of a two-implant-supported overdenture (IOD) at different locator attachment positions using experimental modal analysis (EMA). Edentulous mandibular models with a gingival thickness of 1 mm or 3 mm were prepared, into which dental implants were placed using a fully guided surgical template designed with simulation software, the locator abutments were fastened, and the IODs were then fabricated. The implant positions were bilaterally marked at the lateral incisor, first premolar, and first molar regions. EMA was performed by hammering the test structures to measure the impulse response and obtain the vibration characteristics (n = 5). The Kruskal-Wallis test was performed for natural frequency and maximum displacement, and the Games-Howell test for damping ratio. The significance level was set at α = 0.05. The study indicated that the gingival thickness had a significant effect on the vibration characteristics. Moreover, the natural frequency and damping ratio results showed that the vibration subsided faster when the attachment was placed on the molar implants in the thick gingival model. Furthermore, according to the effect of lateral force on IODs, the difference in maximum displacement between the anterior and posterior regions of the IOD was smaller when the attachments were designed on the pair of lateral incisors. Thus, within the limits of this experiment, our results suggested that two anterior implant-supported IODs are preferable treatment designs in terms of vibration engineering, especially when the gingiva is thick; the molar attachment design could be considered for thin gingival conditions. The differences in gingival thickness and abutment position affected the vibration characteristics of the IOD. Further in vivo studies would be necessary to validate the implant positions and their IOD designs for the mandibular edentulous shapes and the occlusal relationship.